溶液和膠體醫(yī)科化學

溶液和膠體醫(yī)科化學第1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六5.7.8.11.13.14.15.21.23習題：第一章溶液和膠體分散系

第2頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度第三節(jié)稀溶液的通性第四節(jié)溶膠第3頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六一、基本概念

1.分散系一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng)，簡稱分散系。

2.分散相分散系中被分散的物質(zhì)稱為分散相。

3.分散介質(zhì)分散系中容納分散相的物質(zhì)稱為分散介質(zhì)。

第4頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六分散系的分類：小分子、小離子高分子分子聚集體大顆粒/大液滴

粗分散系

分子分散系/溶液膠體分散系按分散相粒子直徑的由小到大1-100nm>100nm<1nm第5頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度

第三節(jié)稀溶液的通性第四節(jié)溶膠第6頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六回顧一下幾種濃度的表示方法？？？溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)溶質(zhì)的質(zhì)量濃度溶質(zhì)的濃度或溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度溶質(zhì)的摩爾分數(shù)溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度WB=mB/m

B=mB/V

CB=nB/V

B=nB/n

bB=nB/m

第7頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度第三節(jié)稀溶液的通性/依數(shù)性

第四節(jié)溶膠難揮發(fā)、非電解質(zhì)、稀溶液

第8頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六bB≤0.2mol·kg-1的溶液

只與溶質(zhì)的數(shù)目有關而與溶質(zhì)本性無關的性質(zhì)稱為溶液的依數(shù)性。又稱稀溶液的通性。

1.溶液的蒸氣壓下降；2.溶液的沸點升高；3.溶液的凝固點降低；4.溶液的滲透壓力。稀溶液:依數(shù)性：(colligative)稀溶液的通性包括：第9頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六020406080100120T/oCP/kPa101.3(kPa)水100oC乙醇78.5oC乙醚34.6oC第10頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六p0p1pT0T1T純?nèi)軇?/p>

稀溶液

純?nèi)軇ü虘B(tài)）P0水＝0.6106kPa第11頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六二、稀溶液的蒸氣壓下降

(vaporpressurelowering)

三、稀溶液的沸點升高

(Boilingpointelevation)

四、稀溶液的凝固點降低

(freezingpointdepression)

第12頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六Raoult定律第13頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六沸點升高數(shù)學表達式

ΔTb=kbbBbB：溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度kb：溶劑的沸點升高系數(shù)，SI單位：K·kg·mol-1

kb只與溶劑的性質(zhì)有關

第14頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六3.應用:

測定出溶液的沸點升高，可計算出B的摩爾質(zhì)量。

第15頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六凝固點降低數(shù)學表達式：bB：溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度kf：溶劑的凝固點降低系數(shù)SI單位：K·kg·mol-1kf只與溶劑的性質(zhì)有關

第16頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六測量出難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點降低，可計算出B的摩爾質(zhì)量。

應用：

第17頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六表1-4和1-5常見溶劑的沸點（Tb）及沸點升高系數(shù)（Kb）及凝固點（Tf）及凝固點降低系數(shù)（Kf）

溶劑Tb/℃Kb/（K·kg·mol-1）

Tf/℃

Kf/（K·kg·mol-1）

水1000.5120.01.86

第18頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六

五、稀溶液的滲透壓(osmoticpressure)

滲透現(xiàn)象人在淡水中游泳，會覺得眼球脹痛。因失水而發(fā)蔫的花草，澆水后又可以重新復原。施過化肥的農(nóng)作物，需要立即澆水，否則化肥會“燒死”植物。滲透現(xiàn)象是如何發(fā)生的呢？第19頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六滲透（osmosis）半透膜的存在

半透膜（Semipermeablemembrane）選擇性透過膜，可截留不同的分子量大小的物質(zhì)溶劑（水）----溶質(zhì)（蔗糖）膜兩側(cè)單位體積內(nèi)溶劑分子數(shù)不相等產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的兩個必要條件第20頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六滲透的方向：純?nèi)軇┤芤合∪芤簼馊芤旱?1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六純?nèi)軇┤芤簼B透

溶劑的凈轉(zhuǎn)移Π（Pa或kPa）

滲透壓力

osmoticpressure恰好能阻止?jié)B透進行而施加于溶液液面上的額外壓力第22頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六稀溶液濃溶液Π（Pa或kPa）滲透壓力之差第23頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六（二）滲透壓力與濃度、溫度的關系（1）在熱力學溫度一定時，稀溶液的滲透壓力與溶液的濃度成正比；（2）在濃度一定時，稀溶液的滲透壓力與熱力學溫度成正比。

第24頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1886年，荷蘭理論化學家van’tHoff歸納出滲透壓力與濃度、溫度之間的關系。R：摩爾氣體常數(shù)，數(shù)值上等于8.314J·K-1·mol-1T：熱力學溫度（K）cB：B的濃度mol·m-3（mol·L-1）π：滲透壓力Pa（kPa）第25頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六應用：通過測定溶液的滲透壓力，可以計算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。

例題第26頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六強電解質(zhì)？？？蒸氣壓，沸點，凝固點，滲透壓濃度------表觀濃度/滲透濃度第27頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六溶質(zhì)B的滲透濃度(osmolarity)定義：n：

B的分子與解離出的離子的物質(zhì)的量總和V：混合物的體積cB,os：滲透濃度，常用單位是mol·L-1，mmol·L-1第28頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六（1）強電解質(zhì)溶液滲透濃度等于溶液中溶質(zhì)離子的總濃度。例：NaClcB,os=c(Na+)+(Cl-)（2）弱電解質(zhì)溶液滲透濃度等于溶液中未解離的弱電解質(zhì)的濃度與弱電解質(zhì)解離出的離子濃度之和。（3）非電解質(zhì)溶液滲透濃度等于其物質(zhì)的量濃度。

第29頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六對于電解質(zhì)的稀溶液：

對于非電解質(zhì)的稀溶液：ΔTb=kbbB第30頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六（四）滲透壓力在醫(yī)學上的意義1．等滲、低滲和高滲溶液正常人血漿的滲透濃度為

280～320mmol·L-1。hypotonicsolution低滲溶液isotonic

solution等滲溶液280～320hypertonic

solution高滲溶液第31頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六hypotonicsolution低滲溶液isotonic

solution等滲溶液hypertonic

solution高滲溶液第32頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六

晶體物質(zhì)晶體滲透壓7.5g·L-1

占總滲透壓的99.5%

細胞膜

膠體物質(zhì)膠體滲透壓70g·L-1

占總滲透壓的0.5%

血管人體中的滲透壓BB第33頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六第一章溶液和膠體分散系

第一節(jié)分散系的分類第二節(jié)混合物和溶液的組成標度第三節(jié)稀溶液的通性第四節(jié)溶膠

第34頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六分散相粒子直徑分散系類型分散相粒子的組成實例小于1nm分子分散系小分子或小離子生理鹽水、葡萄糖溶液1-100nm膠體分散系溶膠膠粒（分子、離子或原子的聚集體）氫氧化鐵溶膠、硫化砷溶膠高分子溶液高分子蛋白質(zhì)溶液、核酸溶液大于100nm粗分散系粗粒子泥漿、牛奶分散系的分類：

第35頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)溶膠(sol)一、溶膠的性質(zhì)二、溶膠的穩(wěn)定性與聚沉第36頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(一)溶膠的光學性質(zhì)丁達爾效應/現(xiàn)象Tyndalleffect

丁達爾現(xiàn)象的用途：區(qū)別溶膠、溶液、粗分散系第37頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六入射光散射程度差異d<<λd>>λdλ第38頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六（二）溶膠的動力學性質(zhì)重力碰撞受力靜電作用力1.布朗運動2.擴散3.沉降第39頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六1.布朗運動/

Brownmotion概念：溶膠的分散相粒子在分散介質(zhì)中不停地做不規(guī)則的折線運動。影響因素：有關：溫度越高，膠粒質(zhì)量越小，布朗運動越劇烈無關：分散相粒子的化學性質(zhì)第40頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六2.擴散/diffusion物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移，直到均勻分布的現(xiàn)象。在生物體內(nèi)，擴散是物質(zhì)輸送或物質(zhì)通過細胞膜的推動力之一。有關：擴散速率與物質(zhì)的濃度梯度成正比。第41頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六沉降平衡示意圖

3.沉降/sedimentation重力、離心力使膠粒下沉碰撞力、靜電力抗衡下沉達到動態(tài)平衡---沉降平衡容器底部膠粒濃度較大第42頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六-電泳技術的用途：溶膠穩(wěn)定性（表面電位）分離和鑒定氨基酸（等電聚焦電泳）多肽，蛋白質(zhì)和核酸(凝膠電泳)。（三）溶膠的電學性質(zhì)---電泳（electrophoresis）

在電場作用下，帶電質(zhì)點在分散介質(zhì)中的定向移動稱為電泳。電泳示意圖+++++負極正極----第43頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六膠粒帶電的原因：1.膠核的選擇吸附：膠核的比表面很大，很容易吸附溶液中的離子。吸附了陽離子，膠粒帶正電荷，稱正溶膠；吸附了陰離子，膠粒帶負電荷，稱負溶膠；法楊斯規(guī)則（Fajans）：優(yōu)先吸附與膠核具有相同組成的離子。2.膠粒表面分子的解離：

第44頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六用AgNO3和KI制備AgI溶膠有兩種情況：（1）KI過量：AgNO3+KI→AgI+KNO3

(過量)

KI→K++I-

AgI膠核選擇吸附溶液中I-

而帶負電

（2）AgNO3過量：畫膠粒和寫結(jié)構第45頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六AgI負溶膠的膠團結(jié)構示意圖膠團的結(jié)構：

擴散層I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+(AgI)m膠核吸附層膠粒膠團第46頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六膠團的結(jié)構：

[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+膠核吸附層膠粒擴散層膠團第47頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六（2）AgNO3過量：

AgNO3+KI→AgI+KNO3

(過量)

AgNO3→Ag++NO3-

AgI膠核選擇吸附溶液中Ag+而帶正電

第48頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+

Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-(AgI)mAgI正溶膠的膠團結(jié)構示意圖膠團的結(jié)構：

第49頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六膠團的結(jié)構：膠核吸附層膠粒擴散層膠團

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-第50頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六2.膠粒表面分子的解離：

硅酸溶膠SiO32-離子留在膠核表面上，H+擴散到分散介質(zhì)中，使膠粒帶負電荷，生成負溶膠。H2SiO3SiO32-+2H+膠粒帶電的原因：第51頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六二、溶膠的穩(wěn)定性與聚沉（一）溶膠的穩(wěn)定性

（1）布朗運動：（2）膠粒帶電：（3）溶劑化作用：水化膜第52頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六(二）溶膠的聚沉1．電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用減弱或消除膠粒的電荷，可使膠粒碰撞聚集成較大的顆粒沉淀下來。

聚沉值：

使一定量溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)溶液的最低濃度。常用單位：mmol·L-1

2．溶膠的相互聚沉作用第53頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六[(AgI)m·nI-·(n－x)K+]x-·xK+膠核吸附層膠粒擴散層！電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用，主要是由反離子引起的！膠核吸附層膠粒擴散層

[(AgI)m·nAg+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-第54頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用，主要是由反離子引起的。（1）反離子所帶電荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。（2）帶相同電荷的離子的聚沉能力雖然接近，但也略有不同。對負溶膠來說，其聚沉能力的相對大小為：

Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+對正溶膠來說，其聚沉能力的相對大小為：

Cl-＞Br-＞NO3＞I-

（3）有機化合物的離子（如脂肪酸鹽和聚酰胺類化合物的離子）都有較強的聚沉能力，能有效地破壞溶膠使之聚沉。電解質(zhì)對溶膠的聚沉規(guī)律：第55頁，共60頁，2023年，2月20日，星期六2．溶膠的相互聚沉作用將膠粒帶相反電荷的兩種溶膠混合，也會產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象。條件：兩種溶膠的膠粒所帶電荷完全中和時，才